Vũ Khí Laser Trong Quân Sự

Bài Tập : Các Phương Pháp Gia Công Đặc Biệt GVHD : PGS Đinh Minh Diệm ỨNG DỤNG TIA LASER TRONG QUÂN SỰ I Giới thiệu LASER : 1.1 Khái niệm : LASER (Light Amplification Simulated Emission of Radiation) : máy phát lượng tử ánh sáng 1.2 Nguyên lý tạo LASER : Cấu tạo chế hoạt động laser 1) Buồng cộng hưởng (vùng bị kích thích) 2) Nguồn nuôi (năng lượng bơm vào vùng bị kích thích) 3) gương phản xạ toàn phần 4) gương bán mạ 5) tia laser Nguyên lý cấu tạo chung máy laser gồm có: buồng cộng hưởng chứa hoạt chất laser, nguồn nuôi hệ thống dẫn quang Trong buồng cộng hưởng với hoạt chất laser phận chủ yếu Buồng cộng hưởng chứa hoạt chất laser, chất đặc biệt có khả khuyếch đại ánh sáng phát xạ cưỡng để tạo laser Khi photon tới va chạm vào hoạt chất kéo theo photon khác bật bay theo hướng với photon tới Mặt khác buồng công hưởng có mặt chắn hai đầu, mặt phản xạ toàn phần photon bay tới, mặt cho phần photon qua phần phản xạ lại làm cho hạt photon va chạm liên tục vào hoạt chất laser nhiều lần tạo mật độ photon lớn Vì cường độ chùm laser khuếc đại lên nhiều lần Tính chất laser phụ thuộc vào hoạt chất đó, người ta vào hoạt chất để phân loại laser * LASER chất rắn • YAG-Neodym: hoạt chất Yttrium Aluminium Garnet (YAG) cộng thêm 2-5% Neodym, có bước sóng 1060nm thuộc phổ hồng ngoại gần Có thể phát liên tục tới 100W phát xung với tần số 1000-10000Hz • Hồng ngọc (Rubi): hoạt chất tinh thể Alluminium có gắn ion chrom, có bước sóng 694,3nm thuộc vùng đỏ ánh sáng trắng SVTH :Trần Hữu Quyền Trang Bài Tập : Các Phương Pháp Gia Công Đặc Biệt GVHD : PGS Đinh Minh Diệm Bán dẫn: loại thông dụng diot Gallium Arsen có bước sóng 890nm thuộc phổ hồng ngoại gần LASER chất khí • He-Ne: hoạt chất khí Heli Neon, có bước sóng 632,8nm thuộc phổ ánh sáng đỏ vùng nhìn thấy, công suất nhỏ từ đến vài chục mW Trong y học sử dụng làm laser nội mạch, kích thích mạch máu • Argon: hoạt chất khí argon, bước sóng 488 514,5nm • CO2: bước sóng 10.600nm thuộc phổ hồng ngoại xa, công suất phát xạ tới megawatt (MW) Trong y học ứng dụng làm dao mổ LASER chất lỏng • Môi trường hoạt chất chất lỏng, thông dụng laser màu 1.3 Đặc tính LASER : Độ định hướng cao: tia laser phát chùm song song khả chiếu xa hàng nghìn km mà không bị phân tán Tính đơn sắc cao: chùm sáng có màu (hay bước sóng) Do chùm laser không bị tán xạ qua mặt phân cách hai môi trường có chiết suất khác Đây tính chất đặc biệt mà không nguồn sáng có Tính đồng photon chùm tia laser: Có khả phát xung cực ngắn: cỡ mili giây (ms), nano giây, pico giây, cho phép tập trung lượng tia laser cực lớn thời gian cực ngắn 1.4 Cấu tạo máy gia công laser : • 2) Buồng phản xạ ánh sáng 3) Đèn phát xung 4) Thanh hồng ngọc 5) Gương phản xạ toàn phần 6) Gương phản xạ 50% 7) Thấu kính hội tụ 8) Chi tiết gia công 9) Bàn gá 10) Tế bào quang điện II ỨNG DỤNG LASER TRONG LĨNH VỰC QUÂN SỰ : Máy đo khoảng cách laser quân loại thiết bị quan trọng Có nhiều loại khác nhau: máy đo cự ly hàng không, máy đo cự ly xe tăng, máy đo cự ly xách tay v.v Máy đo cự ly hàng không đo xác cự ly từ máy bay đến mục tiêu mặt đất, nâng cao độ trúng đích ném bom Nguyên lý hoạt động: đo khoảng thời gian chênh SVTH :Trần Hữu Quyền Trang Bài Tập : Các Phương Pháp Gia Công Đặc Biệt GVHD : PGS Đinh Minh Diệm lệch xung laser phát xung phản hồi nhân với tốc độ ánh sáng (300.000km/s) , lấy kết chia 2, cự ly cần đo Rada laser có độ xác cao rada thông thường, hướng dẫn hai tàu vũ trụ ghép nối xác không gian Máy bay chiến đấu bay tầm siêu thấp, trang bị rada laser né xác tất chướng ngại vật, kể đường dây điện Tuy nhiên, thiết bị laser chịu ảnh hưởng thời tiết, trời mù mưa khoảng cách đo bị giảm nhiều Bom có lắp thiết bị dẫn đường laser đuôi có lắp hệ thống lái điều khiển tự động tìm kiếm đánh trúng mục tiêu La bàn laser thay la bàn phổ thông, để đo phương vị máy bay, dùng máy bay phản lực cỡ lớn máy bay chiến đấu tính cao Tia laser dùng làm vũ khí, chưa phổ biến Được chia làm loại: Vũ khí laser công suất thấp làm loá mắt đối phương, dùng tác chiến gần, xách tay, lắp xe tăng, máy bay trực thăng Vũ khí laser lượng cao dùng chùm tia laser cực mạnh chiếu đến điểm mục tiêu, làm vật liệu chảy khí hoá Lắp đặt mặt đất, tàu, máy bay, vệ tinh, có tốc độ nhanh, xác cao, không cần thuốc mồi, không sinh lực đẩy phía sau, không tạo ô nhiễm nên loại vũ khí "sạch sẽ" Vũ khí laser lắp đặt vệ tinh bắn hạ tên lửa đạn đạo vệ tinh đối phương 2.1 Kiếm ánh sáng (hay gọi kiếm laser) Spyder III Pro Arctic sản phẩm kiếm cầm tay tiên tiến Công ty Wicked Lasers, Thượng Hải chế tạo từ năm 2010, công suất lên tới 1W, có khả phát chùm ánh sáng xanh sáng gấp 4.000 lần tia laser tím 405nm chùm laser có công suất 1W mạnh gấp 1.000 lần so với bút trỏ laser thông thường Kiếm laser gây "chết người" chiếu vào người lái xe chí phi công máy bay 2.2 Súng máy Phasr chế tạo Phòng thí nghiệm nghiên cứu không quân New Mexico, Mỹ Hai nguyên mẫu súng giao cho quân Texas Virginia để thực thử nghiệm SVTH :Trần Hữu Quyền Trang Bài Tập : Các Phương Pháp Gia Công Đặc Biệt GVHD : PGS Đinh Minh Diệm 2.3 Hệ thống súng máy Mk 38 Mod :Tháng 12/2012, nhà sản xuất máy bay không người lái (UAV) hàng đầu Mỹ tiết lộ, UAV hệ hoàn tất không hỗ trợ tên lửa mà lắp vũ khí laser siêu nhẹ, tiêu diệt liên tục mục tiêu Các UAV hệ Mỹ trang bị "tia laser chết chóc" có khả "diệt mồi"với tốc độ ánh sáng Đầu năm nay, công ty công nghệ quốc phòng Đức vừa thử nghiệm thành công hệ thống phóng tia laser có khả diệt hai phi bay xa Trong thử nghiệm, hệ thống phóng tia laser Rheinmetall Defence dùng radar thiết bị quang học để phát theo dõi hai phi chúng bay Sau đó, phóng hai tia laser có công suất 50kW để diệt hai phi Ngoài ra, cắt đôi dầm cầu thép khoảng cách 1km bắn trúng cầu thép không trung SVTH :Trần Hữu Quyền Trang Bài Tập : Các Phương Pháp Gia Công Đặc Biệt GVHD : PGS Đinh Minh Diệm Hệ thống Công ty Rheinmetall Defence phóng hai tia laser để diệt đồng thời hai máy bay không người lái 2.4 Pháo laser tự hành HEL MD : Pháo laser tự hành HEL MD bố trí khung gầm xe tải trục hạng nặng HEMMT dùng để đánh chặn tên lửa có không điều khiển, bom, đạn cối, máy bay không người lái Cũng sử dụng pháo laser chống sinh lực phương tiện không bọc thép Theo đó, họ tiến hành bắn laser thể rắn 10 kW, với khả tăng công suất, để sau tránh vấn đề với việc tích hợp pháo 100 kW hay mạnh với hệ thống điều khiển hỏa lực hệ thống cấp nguồn Laser HEL MD có kích thước lớn công suất 10 kW (trong quân đội Mỹ yêu cầu 100 kW) Nhưng công suất đủ để tiêu diệt tên lửa đạn pháo III KẾT LUẬN : SVTH :Trần Hữu Quyền Trang Bài Tập : Các Phương Pháp Gia Công Đặc Biệt GVHD : PGS Đinh Minh Diệm Qua việc tìm hiểu ứng dụng việc sử dụng tia laser lĩnh vực quân ta thấy giai đoạn sơ khai việc sử dụng vũ khí laser, đạt nhiều thành tựu ứng dụng hiệu Trong tương lai với việc phát triển nguồn lượng lớn đủ để tạo nguồn laser với công suất lớn hứa hẹn đem lại hiểu cao việc chế tạo vũ khí laser Việc góp phần hạn chế sử dụng vũ khí có nguồn gốc thuốc nổ, vũ khí “bẩn” Do trình độ kiến thức tìm hiểu có hạn nên em trình bày sơ lược số ứng dụng tia laser việc phát triển vũ khí, trình độ sơ khai TÀI LIỆU THAM KHẢO : Các trang mạng : Vietnamnet.vn ; Wikipedia.org ; khoahoc.com.vn; youtube.com Đinh Văn Đệ _Phương pháp gia công đặc biệt_Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh 3.Đinh Minh Diệm_Các phương pháp gia công đặc biệt_NXB khoa học kỹ thuật SVTH :Trần Hữu Quyền Trang